Εξίσωση ροπής ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος

Όταν ένα μηχάνημα συνεχούς ρεύματος φορτώνεται είτε ως κινητήρας είτε ωςως γεννήτρια, οι αγωγοί του δρομέα μεταφέρουν ρεύμα. Αυτοί οι αγωγοί βρίσκονται στο μαγνητικό πεδίο του διακένου αέρα. Έτσι, κάθε αγωγός βιώνει μια δύναμη. Οι αγωγοί βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια του δρομέα σε κοινή ακτίνα από το κέντρο του. Έτσι, παράγεται γύρω από την περιφέρεια του ρότορα μια ροπή και ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται.

Όταν το μηχάνημα λειτουργεί ως γεννήτρια σε ασταθερή ταχύτητα, αυτή η ροπή είναι ίση και αντίθετη με αυτή που παρέχεται από τον κύριο κινητήρα. Όταν η μηχανή λειτουργεί ως κινητήρας, η ροπή μεταφέρεται στον άξονα του δρομέα και οδηγεί το μηχανικό φορτίο. Η έκφραση είναι ίδια για τη γεννήτρια και τον κινητήρα.

Όταν τοποθετείται το τρέχον ρεύμα μεταφοράςτο μαγνητικό πεδίο, μια δύναμη που ασκείται ή που ασκεί ροπή στρέψης ή ροπή F x r. Αυτή η ροπή παράγεται λόγω του ηλεκτρομαγνητικού αποτελέσματος, επομένως καλείται Ηλεκτρομαγνητική ροπή. Η ροπή που παράγεται στο οπλισμό είναιδεν χρησιμοποιείται πλήρως στον άξονα για να κάνει τη χρήσιμη δουλειά. Κάποιο μέρος από αυτό χάθηκε λόγω μηχανικών απωλειών. Η ροπή που χρησιμοποιείται για να κάνει χρήσιμη εργασία σε γνωστή ως ροπή στρέψης άξονα.

Από,

Πολλαπλασιάζοντας την εξίσωση (1) με Ι_ένα παίρνουμε

Οπου,

VI_ένα είναι η ηλεκτρική τροφοδοσία του οπλισμού.

Εγώ²_έναR_ένα είναι η απώλεια χαλκού στον οπλισμό.

Ξέρουμε ότι,

Συνολική ηλεκτρική ισχύς που τροφοδοτείται στο οπλισμό = Μηχανική ισχύς που αναπτύσσεται από τον οπλισμό + απώλειες λόγω αντοχής στον οπλισμό

Τώρα, η μηχανική ισχύς που αναπτύσσεται από το οπλισμό είναι Pm.

Επίσης, μπορεί να δοθεί το περιστρεφόμενο οπλισμό μηχανικής ισχύος όσον αφορά την ροπή Τ και την ταχύτητα n.

Όπου n είναι σε περιστροφή ανά δευτερόλεπτο (rps) και T είναι σε Newton-Meter.

Ως εκ τούτου,

Αλλά,

Όπου N είναι η ταχύτητα σε περιστροφή ανά λεπτό (rpm) και

Όπου, n είναι η ταχύτητα σε (rps).

Επομένως,

Έτσι, η εξίσωση ροπής δίνεται ως

Για έναν συγκεκριμένο DC κινητήρα, ο αριθμός των πόλων (P) και ο αριθμός των αγωγών ανά παράλληλη διαδρομή (Z / A) είναι σταθεροί.

Οπου,

Έτσι, από την παραπάνω εξίσωση (5) είναι σαφέςότι η ροπή που παράγεται στο οπλισμό είναι άμεσα ανάλογη προς τη ροή ανά πόλο και το ρεύμα οπλισμού. Επιπλέον, η κατεύθυνση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής που αναπτύσσεται στο οπλισμό εξαρτάται από το ρεύμα στους αγωγούς οπλισμού. Αν μία από τις δύο αντιστρέφεται, η κατεύθυνση της ροπής που παράγεται αντιστρέφεται και συνεπώς η κατεύθυνση περιστροφής. Αλλά όταν και οι δύο αντιστρέφονται και η κατεύθυνση της ροπής δεν αλλάζει.